心墻土石壩及其泄水建筑物水面線計算的設(shè)計計算書

- 1 - 目 錄 第一調(diào)洪演算 .- 3 - 一，設(shè)計資料 - 3 - 二，調(diào)洪演算 - 4 - 三，計算結(jié)果 - 9 - 第二壩頂高程計算 - 10 - 一，風(fēng)壅水面高度 .- 10 - 二，波浪計算波高和平均波長 .- 11 - 三，平均波浪爬高 .- 11 - 四，壩頂超高 .- 11 - 五，計算成果 .- 11 - 第三土石料的設(shè)計 - 12 - 一粘性土料的設(shè)計 .- 12 - 二. 砂礫料設(shè)計 .- 15 - 第四滲流計算 - 19 - 一滲流計算內(nèi)容 .- 19 - 二滲流計算水位組合情況 .- 20 - 三計算方法 .- 20 - 四.計算斷面與計算情況 - 21 - 第五大壩穩(wěn)定校核 - 24 - 一，計算方法 .- 24 - 二，源程序 .- 26 - 三，工況選擇與穩(wěn)定計算成果 .- 31 - 四，成果分析 .- 31 - 第六細部結(jié)構(gòu)計算 - 31 - 一，反濾層的設(shè)計計算 .- 31 - 二二，護坡設(shè)計 .- 34 - 第七隧洞水力計算 - 34 - 一，設(shè)計條件 .- 35 - 二，平洞段底坡 .- 35 - 三，隧洞水面曲線的計算 .- 36 - 四，隧洞斷面尺寸 .- 39 - 五，出口消能驗算 .- 40 - 第八施工組織設(shè)計 - 41 - 一，工日分析 .- 41 - - 2 - 二，調(diào)洪演算 .- 42 - 附錄 - 45 - - 3 - 第一調(diào)洪演算 一，設(shè)計資料 單位洪水過程線中，洪峰流量為 120,設(shè)計洪峰流量為 1680，校核洪峰sm / 3 sm / 3 流量為 2320，采用以峰控制的同倍比放大，計算結(jié)果如下：sm / 3 表 1-1 設(shè)計洪水過程線流量 時段（6h） 單位洪水過程線流量（）sm / 3 設(shè)計洪水過程線流量（）sm / 3 1570 250700 31101540 455770 537.5525 628392 722308 817238 913182 1010140 11798 12570 132.535 14114 表 1-2 校核洪水過程線流量 時段（6h） 單位洪水過程線流量（）sm / 3 校核洪水過程線流量（）sm / 3 1596.67 250966.67 - 4 - 31102126.67 4551063.33 537.5725.00 628541.33 722425.33 817328.67 913251.33 1010193.33 117135.33 12596.67 132.548.33 14119.33 二，調(diào)洪演算 以起調(diào)流量為開始點 A，向右做三條直線與洪水過程線相交于 B1，B2，B3 計算相應(yīng)直線 ABi（或 ABi）與洪峰過程線所包圍的面積（即相應(yīng)調(diào)節(jié)庫容）和相 應(yīng)的隧洞最大下泄流量，并 VH 曲線上根據(jù) V總查出高程 H。在單位過程線上所圍 面積 A，換算不同頻率下的相應(yīng)調(diào)節(jié)庫容 V。由各調(diào)節(jié)庫容與正常蓄水位以下庫 容（423106 m3）之和得 V總。根據(jù)相應(yīng)高程 H，在 QH 曲線上根據(jù)交點找出相 應(yīng)的隧洞最大下泄流量。 設(shè)計洪水過程線和校核洪水過程線見下圖 由公式 , （1-1） 3 2 2QmBgH 其中淹沒系數(shù) =1（不淹沒） 流量系數(shù) m=0.502 側(cè)收縮系數(shù) （1- 0k =1-0.2(n-1)+H/nB 2） 溢流孔數(shù) n=1 邊墩系數(shù) k =0.70（圓弧形） 則 =1-0.14H/B 當 H/B1,取 H/B=1 假定四個方案計算如下： 1. 堰頂高程 2813m，B=7m 起調(diào)流量 Q=436.0 sm / 3 - 5 - B=7,堰高2813 2821 2822 2823 2824 2825 2826 2827 2828 2829 2830 2831 2832 2833 020040060080010001200 流量（m3/s） 高程（m） 隧洞泄水能力 設(shè)計洪水 校核洪水 設(shè)計：選 Q=630，560，490 sm / 3 V1=455.8 對應(yīng)高程 2824.79m 36 10 m V2=458.6 對應(yīng)高程 2824.91m 36 10 m V3=461.4 對應(yīng)高程 2825.04m 36 10 m 校核：選 Q=676.7，580，483.3sm / 3 V1=482.1 對應(yīng)高程 2825.95m 36 10 m V2=487.3 對應(yīng)高程 2826.18m 36 10 m V3=492.7 對應(yīng)高程 2826.42m 36 10 m 作圖如下： 2. 堰頂高程 2814m，B=7m 起調(diào)流量 Q=373.48sm / 3 設(shè)計：選 Q=630，560，490sm / 3 - 6 - V1=457.5 對應(yīng)高程 2824.86m 36 10 m V2=460.5 對應(yīng)高程 2825.0m 36 10 m V3=463.7 對應(yīng)高程 2825.14m 36 10 m 校核：選 Q=676.7，580，483.3 sm / 3 V1=484.3 對應(yīng)高程 2826.05m 36 10 m V2=489.9 對應(yīng)高程 2826.30m 36 10 m V3=495.9 對應(yīng)高程 2826.56m 36 10 m 作圖如下： 3. 堰頂高程 2812m，B=8m 起調(diào)流量 Q=573.41sm / 3 設(shè)計：選 Q=770，700，630sm / 3 B=7,堰高2814 2821 2822 2823 2824 2825 2826 2827 2828 2829 2830 2831 2832 2833 020040060080010001200 流量（m3/s） 高程（m） 隧洞泄水能力 設(shè)計洪水 校核洪水 - 7 - V1=448 對應(yīng)高程 2824.44m 36 10 m V2=450 對應(yīng)高程 2824.53m 36 10 m V3=452.1 對應(yīng)高程 2824.62m 36 10 m 校核：選 Q=870，773.3，676.7sm / 3 V1=469.1 對應(yīng)高程 2825.38m 36 10 m V2=473 對應(yīng)高程 2825.55m 36 10 m V3=477.1 對應(yīng)高程 2825.73m 36 10 m 作圖如下： 4. 堰頂高程 2811m，B=8m 起調(diào)流量 Q=651.89sm / 3 設(shè)計：選 Q=840，770，700sm / 3 V1=444.6 對應(yīng)高程 2824.29m 36 10 m B=8,堰高2812 2821 2822 2823 2824 2825 2826 2827 2828 2829 2830 2831 2832 2833 0500100015002000 流量（m3/s） 高程（m） 隧洞泄水能力 設(shè)計洪水 校核洪水 - 8 - V2=446.3 對應(yīng)高程 2824.37m 36 10 m V3=448.2 對應(yīng)高程 2824.45m 36 10 m 校核：選 Q=966.7，870，773.3sm / 3 V1=463.6 對應(yīng)高程 2825.13m 36 10 m V2=467.0 對應(yīng)高程 2825.28m 36 10 m V3=470.6 對應(yīng)高程 2825.44m 36 10 m 作圖如下： 5. 堰頂高程 2810m, B=8m 起調(diào)流量 Q=733.66，sm / 3 設(shè)計：選 Q=910，840，770sm / 3 V1=441.5 對應(yīng)高程 2824.14m 36 10 m V2=443.1 對應(yīng)高程 2824.22m 36 10 m B=8,堰高2811 2821 2822 2823 2824 2825 2826 2827 2828 2829 2830 2831 2832 2833 0500100015002000 流量（m3/s） 高程（m） 隧洞泄水能力 設(shè)計洪水 校核洪水 - 9 - V3=444.6 對應(yīng)高程 2824.29m 36 10 m 校核：選 Q=966.7，870，773.3sm / 3 V1=461.7 對應(yīng)高程 2825.05m 36 10 m V2=464.8 對應(yīng)高程 2825.19m 36 10 m V3=468.0 對應(yīng)高程 2825.33m 36 10 m 作圖如下： 三，計算結(jié)果 表 1-3 調(diào)洪演算成果表 B=8,堰高2810 2821 2822 2823 2824 2825 2826 2827 2828 2829 2830 2831 2832 2833 0500100015002000 流量（m3/s） 高程（m） 隧洞泄水能力 設(shè)計洪水 校核洪水 - 10 - 方 案 堰頂高 程 孔口尺 寸 (m) 工 況 流量 Q ( )sm3 調(diào)節(jié)庫容 V( ) 36 10 m 上游水位 (m) 超高Z (m) =281 3 設(shè)計552459.002824.931.731 B=7校核632484.762826.072.87 =281 4 設(shè)計488464.202825.161.962 B=7校核576489.962826.303.10 =281 2 設(shè)計687.5450.422824.551.353 B=8校核762.5473.242825.562.36 =281 1 設(shè)計750447.002824.401.204 B=8校核825467.402825.302.10 =281 0 設(shè)計808442.602824.201.005 B=8校核900463.502825.131.93 根據(jù)各項因素比較，選用 4 方案，=2811m B=8m。 第二壩頂高程計算 一，風(fēng)壅水面高度 （2- 2 cos 2 m KW D e gH 1） - 11 - 式中 e-計算點處的風(fēng)壅水面高度，m； D-風(fēng)區(qū)長度，m； K-綜合摩阻系數(shù)，取 3.6； 6 10 -計算風(fēng)向與壩軸線法線的夾角， （22.5） 。 二，波浪計算波高和平均波長 (2-2) 2-1/122 1/3 gh/W =0.0076W(gD/ W ) (2-3) 2-1/2.152 1/3.75 m gL /W =0.331W(gD/ W ) 式中 h,gD/W2 在 20250 之間,為累積頻率 5%的波高 h5，gD/W2 在 2501000 之 間,為累積頻率 10%的波高 h10，累積頻率 P 的波高 hp與平均波高 hm的比值可由表 查到。 三，平均波浪爬高 (2-4) mm w m Lh m KK R 2 1 設(shè)計波浪爬高值應(yīng)根據(jù)工程等級確定，2 級壩采用累積頻率為 1%的爬高值. 正向來波在單坡上的平均波浪爬高可按下式或有關(guān)規(guī)定計算: 式中 Rm平均波浪爬高 m單坡的坡度系數(shù),若坡角為 a,即等于 cota K斜坡的糙率滲透性系數(shù)，根據(jù)護面類型查規(guī)范得 0.78 Kw經(jīng)驗系數(shù),查規(guī)范得 1.0 四，壩頂超高 (2-5)y=R+e+A 式中 y壩頂超高 R最大波浪在壩坡上的爬高，m（按規(guī)范二級大壩設(shè)計情況為 1.0,山區(qū) 丘陵去校核情況 0.5） e最大風(fēng)壅水面高度 A安全加高（按規(guī)范二級大壩設(shè)計情況為 1.0,山區(qū)丘陵校核情況 0.5） - 12 - 五，計算成果 表 2-1 壩頂高程計算成果圖 項目 設(shè)計+正常運 用 正常+正常 運用 校核+非常運 用 正常+非常運用+地 震 上游靜水位2824.42823.22825.32823.2 河底高程2750275027502750 壩前水深 Hm74.473.275.373.2 吹程 D15000150001500015000 風(fēng)向與壩軸線夾角 22.522.522.522.5 風(fēng)速 w21211414 平均波長 Lm17.0019117.0019111.3274811.32748 平均波高 hm1.075251.075250.6477320.647732 護坡粗糙系數(shù) K0.780.780.780.78 上游壩面坡腳 m2.752.752.752.75 經(jīng)驗系數(shù) kw1111 平均波浪爬高 Rm1.1397191.1397190.7220360.722036 1%波浪爬高 R1%2.5415732.5415731.6101391.610139 安全超高 A110.51 風(fēng)浪引起壩前壅高 e 0.0150720.0153190.0066190.006809 超高 y3.5566463.5568932.1167582.616948 壩頂高程2827.9572826.7572827.4172825.817 壩高77.9566576.7568977.4167675.81695 壩頂高程沉陷后 0.3% 2828.1912826.9872827.6492826.044 沉降后壩高78.1905276.9871677.6490176.0444 - 13 - 壩頂高程 2828.5m，壩高 78.5m。 第三土石料的設(shè)計 一粘性土料的設(shè)計 （1）計算公式 粘性土料的填筑密度以壓實干容重為設(shè)計指標，并按壓實度確定： (3-1) ddmax =P* 式中：P填土的壓實度； d設(shè)計填筑干容重； dmax標準擊實試驗最大干容重。 對、級壩和各種等級的高壩 P 應(yīng)不低于 0.981.00；對、級壩（高 壩除外）應(yīng)不低于 0.960.98。 設(shè)計最優(yōu)含水量取在塑限附近略高于塑限，可用下式擬定： (3-2) pL p = +I I 式中：p土料的塑限含水量，以小數(shù)計； Ip土料的塑性指數(shù)，以小數(shù)計； IL土料的液性指數(shù)，亦稱稠度，高壩可取-0.010.1，低壩可 取 0.100.20。 粘性土料實際所能達到的設(shè)計干容重為： (3-3) 0 (1) (1/) sa d s V 式中： Va壓實土體單位體積中的含氣率，粘土 0.05，壤土 0.04，砂 壤土 0.03； s土粒容重； 填筑含水量。 再用下式校核 (3-4) d 1.021.12 d c : - 14 - 式中：d設(shè)計干容重； (d)o土場自然干容重。 （2） 計算結(jié)果 粘性土料設(shè)計的計算成果見表 6-3。 - 15 - 表 3-1 粘性土料設(shè)計成果表 料 場 比 重 GS 最大 容重 dma (kN/m3) 最優(yōu) 含水 量 （%） 設(shè)計干 容重 (g/c m3) 塑 限 含水 量 p （%） 塑性 指數(shù) Ip 填筑 含水量 （%） 自然 含水 量 （%） 孔隙 比 E 濕容重 rw (kN/m3) 浮容 重 rb (g/c m3) 內(nèi)摩 擦角 液限 （%） 滲透 系數(shù) 10- 6 有機 含量 （%） 可容 鹽含 量 （%） 1# 下 2.671569622.0715.53923.1419.4622.521724.80.73418.910.9424.6742.60 4.3171.730.070 2# 下 2.6716.186521.0216.024622.2021.7020.70424.20.72118.910.9325.5043.904.801.900.019 1# 上 2.6515.303622.3015.150625.0024.5723.77725.60.99017.350.8123.1749.571.902.200.110 2# 上 2.7415.107423.8014.95626.3023.5025.81626.310.9316.370.8221.5049.93.960.250.110 3# 下 2.7017.65816.9017.4814220.0014.0016.27415.90.58019.111.0628.0034.003.001.900.080 - 16 - （3）土料的選用 上下游共有 5 個粘土料場，儲量豐富。因地理位置不同，各料場的物理性質(zhì)， 力學(xué)性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)也存在一定差異，土料采用以“近而好”為原則。粘粒含量 為 15%40%之間，均滿足。規(guī)范指出粘土的滲透系數(shù)大于 1010-6 cm/s,所有料 場均滿足要求。可溶鹽含量都不大于 3%，1#上 的有機質(zhì)含量為 2.20%，大于規(guī)定 的 2%，故不予采用。2#下 和 2#上 的塑性指數(shù)大于 20%和液限大于 40%，根據(jù)規(guī)范 不能作為壩的防滲體材料。3#下 的滲透系數(shù)比 1#下 的小，防滲性能好，最大干容 重比 1#下 的大，壓縮性能好，且 3#下 的填筑含水量比天然含水量小，施工時只需 加水，故選 3#下 為主料場，1#下 為輔助及備用料場。 二. 砂礫料設(shè)計 （1）計算公式 壩殼砂礫料填筑的設(shè)計指標以相對密實度表示如下： (3-5) max maxmin (e-e) Dr = (e-e) 或 (3-6) dminmaxmaxmind Dr =(r -r)r/(r-r)r 式中：emax為最大孔隙比 0.7857；emin為最小孔隙比 0.36986(nmax=0.44,nmin=0.27,e=n/(1-n)；e 為填筑的砂、砂卵石或地基原狀砂、 砂卵石的孔隙比；rd為填筑的砂、砂卵石或原狀砂、砂卵石干容重。 (3-7) d =Gs*9.81/(1+e) 設(shè)計相對密實度 Dr要求不低于 0.700.75；地震情況下，浸潤線以下土體 按設(shè)計烈度大小 Dr不低于 0.750.80。 （2） 計算成果 砂礫料的計算成果見表。 - 17 - 表 3-2 砂礫料計算成果匯總表 料場 不均勻 系數(shù) Cu 5mm 礫 石含量 （%） 比重 Gs 天然孔 隙比 相對密 實度 Dr 設(shè)計干 容重d (g/cm3) 設(shè)計孔 隙比 e .1#上43.87 46.8 2.750.4810.73218.2160.480 2#上26.1247.7 2.740.5310.61217.560.530 3#上26.4152.1 2.760.4490.81018.6860.450 4#上39.8145.4 2.750.4600.78418.4780.460 1#下50.1245.8 2.750.4810.73218.2160.480 2#下42.6642.2 2.730.4750.74818.1570.475 3#下66.0743.3 2.730.4810.73218.0830.480 4#下45.7145.4 2.720.5110.66217.6590.510 表 3-2 續(xù) 料場 保持 含水量 （%） 濕容重w (g/cm3) 浮容重 (g/cm3) 內(nèi)摩擦角 粘聚 力 c kPa 滲透系數(shù) K（10-2cm/s） 1#上51.901.18351002.0 2#上51.821.14360002.0 3#上51.951.21354002.0 4#上51.941.20363002.0 1#下51.901.18352002.0 2#下51.891.17364002.0 3#下51.881.17355002.0 4#下51.831.14371002.0 - 18 - 料場的顆粒級配曲線如下： 沙礫顆粒級配 0 20 40 60 80 100 120 -10123 lgD P 1#上 圖 3-1 1#上料場顆粒級配曲線 沙礫顆粒級配 0 20 40 60 80 100 120 -10123 lgD P 2#上 圖 3-2 2#上料場顆粒級配曲線 沙礫顆粒級配 0 20 40 60 80 100 120 -10123 lgD P 3#上P - 19 - 圖 3-3 3#上料場顆粒級配曲線 沙礫顆粒級配 0 20 40 60 80 100 120 -10123 lgD P 4#上 圖 3-4 4#上料場顆粒級配曲線 沙礫顆粒級配 0 20 40 60 80 100 120 -10123 lgD P 1#下 圖 3-5 1#下料場顆粒級配曲線 沙粒顆粒級配 0 20 40 60 80 100 120 -10123 lgD P 2#下 - 20 - 圖 3-6 2#下料場顆粒級配曲線 沙粒顆粒級配 0 20 40 60 80 100 120 -10123 lgD P 3#下 圖 3-7 3#下料場顆粒級配曲線 沙粒顆粒級配 0 20 40 60 80 100 120 -10123 lgD P 4#下 圖 3-8 4#下料場顆粒級配曲線 第四滲流計算 一滲流計算內(nèi)容 1.確定壩體浸潤線及其下游出逸點的位置，繪制壩體及其壩基內(nèi)的等勢線分布 圖或流網(wǎng)圖； - 21 - 2.確定壩體與壩基的滲流量； 3. 確定壩坡出逸段與下游壩基表面的出逸比降，以及不同土層之間的滲透比降； 4. 確定庫水位降落時上游壩坡內(nèi)的浸潤線位置空隙壓力； 5.確定壩肩的的等勢線、滲流量和滲透比降。 二滲流計算水位組合情況 上游正常蓄水位與下游相應(yīng)的最低水位 上游設(shè)計水位與下游相應(yīng)的水位 3. 上游校核水位與下游相應(yīng)水位 三計算方法 選擇水力學(xué)方法解決土壩滲流問題。根據(jù)壩體內(nèi)部各部分滲流狀況的特點，將壩 體分為若干段，應(yīng)用達西定律近似解土壩滲流問題。計算中假定任一鉛直過水斷面 內(nèi)各點的滲透坡降相等。計算簡圖見后圖。 a,-斷面，-斷面 通過防滲體流量： (4-1) 22 1121 q =K(H -H )/2 + K (H-H )T/D 通過防滲體后的流量： (4-2) 222 1111T11 q =K (H -T )/2L + K (H -T )T/(L+0.44T) b, -斷面 通過防滲體流量： (4-3) 22 11 q =K(H+T) -(H +T) /2 通過防滲體后的流量： (4-4) 2 221 1112T11 q =K (H -T )/2(L-m T )+ K (H -T )T/(L+0.44T) 假設(shè)：1）不考慮防滲體上游側(cè)壩殼損耗水頭的作用； 2）由于砂礫料滲透系數(shù)較大，防滲體又損耗了大部分水頭，逸出水與下游水 位相差不是很大，認為不會形成逸出高度； - 22 - 3）對于岸坡斷面，下游水位在壩底以下，水流從上往下流時由于橫向落差， 此時實際上不為平面滲流，但計算仍按平面滲流計算，近似認為下游水位為零。由 于河床沖積層的作用，岸坡實際不會形成逸出點，計算時假定浸潤線末端即為壩趾。 四.計算斷面與計算情況 對河床中間斷面-以及左右岸坡段各一斷面-、-三個典型斷面 進行滲流計算，斷面的簡化圖見附錄，計算按正常蓄水設(shè)計洪水和校核洪水三種 情情況進行。 K=3.0 10-6cm/s K1=2.0 10-2cm/s K2=1.0 10-9cm/s KT取 2.0 10-2cm/s D=0.8m （1） 圖 4-1 斷面 =20.1m T=29.15m 1. 上游正常蓄水位與下游相應(yīng)最低水位 L1=159m L=165.75m H=73.2m T1=2.2m 數(shù)據(jù)帶入公式：由 q1=q2 得 q=4.02 10-6m2/s H1=2.31m 2. 上游設(shè)計洪水位與下游相應(yīng)最低水位 - 23 - L1=163.61m L=165.75m H=74.4m T1=5.27m 數(shù)據(jù)帶入公式：由 q1=q2 得 q=4.13 10-6m2/s H1=5.37m 3. 上游校核洪水位與下游相應(yīng)最低水位 L1=163.8m L=165.75m H=75.3m T1=5.4m 數(shù)據(jù)帶入公式：由 q1=q2 得 q=4.23 10-6m2/s H1=5.51m （2） 圖 4-2 斷面 =12.18m T=26.92m L1=153.51m L=159.6m T1=0m 1. 上游正常蓄水位與下游相應(yīng)最低水位 H=38.2m 數(shù)據(jù)帶入公式：由 q1=q2 得 q=1.81 10-6m2/s H1=0.06m 2. 上游設(shè)計洪水位與下游相應(yīng)最低水位 H=39.4m 數(shù)據(jù)帶入公式：由 q1=q2 得 q=1.92 10-6m2/s H1=0.06m 3. 上游校核洪水位與下游相應(yīng)最低水位 H=40.3m 數(shù)據(jù)帶入公式：由 q1=q2 得 q=2.01 10-6m2/s H1=0.06m （3） - 24 - 圖 4-3 斷面 =12.73m T=3.24m L=101.89m T1=0m 1. 上游正常蓄水位與下游相應(yīng)最低水位 H=38.2m 數(shù)據(jù)帶入公式：由 q1=q2 得 q=2.01 10-6m2/s H1=0.31m 2. 上游設(shè)計洪水位與下游相應(yīng)最低水位 H=39.4m 數(shù)據(jù)帶入公式：由 q1=q2 得 q=2.13 10-6m2/s H1=0.32m 3. 上游校核洪水位與下游相應(yīng)最低水位 H=40.3m 數(shù)據(jù)帶入公式：由 q1=q2 得 q=2.22 10-6m2/s H1=0.34m 結(jié)果整理如下： 表 4-1 滲流計算結(jié)果匯總表 計算情況 計算項目 正常蓄 水位 設(shè)計洪 水位 校核洪水位 -73.274.475.3 -38.239.440.3 上游水深 H （m） -38.239.440.3 -2.25.275.4 下游水深 T1 （m） -000 - 25 - -000 -2.315.385.51 -0.060.060.06 逸出水深 H1 （m） -0.310.320.34 -4.024.134.23 -1.811.922.01 單寬流量 q (10- 6m3/s.m) -2.012.132.22 在心墻的逸出點，滲透坡降較大，設(shè)計中采用流網(wǎng)法予以驗算,繪制流網(wǎng)圖， 計算出逸出點坡降，具體見表 表 4-2 I-I 斷面各種工況滲流逸出點坡降 斷 面 I-I 工 況正常蓄水位設(shè)計洪水位校核洪水位 坡 降 J 3.543.83.49 第五大壩穩(wěn)定校核 本設(shè)計中的穩(wěn)定分析，主要指邊坡的抗滑穩(wěn)定。穩(wěn)定分析計算的目的在于分 析壩坡在各種不同工作條件下可能產(chǎn)生的失穩(wěn)形式，校核其穩(wěn)定性。 一，計算方法 使用簡單折線滑動法，假設(shè)滑動面只在壩殼中，而防滲體不連同壩殼一起滑 動，如下圖所示 - 26 - 圖 5-1 簡單折線滑動法示意圖 滑動面上的抗剪強度利用充分程度應(yīng)該是一樣的，其安全系數(shù)表達方式為： (5-1) tan tan i i s F 式中：Fs安全系數(shù)； 試驗得到的抗剪強度指標。 i 假設(shè)滑動面的三點 A、D、C（按一定步長確定這三點的坐標） ，且滑動面不會 切到心墻。其中 A 點在壩腳斜坡面上移動，但不會到達壩頂，D 點為折坡點，C 點在壩體計算那一面的表面上移動，可以到達壩頂，但不會移動到壩體的另一側(cè)。 其他字母如圖所示。 D 點將滑動體 ADCBE 分成兩個滑動塊 DEBC 和 ADE，各塊重量分別為 W1和 W2， 土體抗剪強度為 。 計算時先假定不同的安全系數(shù) Kc，從滑塊 DEBC 的平衡條件中求出 P，然后 將其作用在 ADE 上，看它是否與 W2、Q2等平衡，如不平衡則重新假定安全系數(shù)， 重復(fù)上述步驟直到平衡為止，此時的 Kc 即為該滑動面的安全系數(shù)。 其中，在水位以上的土體所受的重力，用面積乘以天然容重，水位以下，由 于浮力作用，乘以浮容重得到。Qi為水平地震慣性力，其值為慣性系數(shù) aij乘以 相應(yīng)土體的重量，所有力都可以簡化到形心處，只考慮力的平衡，不考慮力矩的 平衡。 設(shè)計中為簡化程序起見，還進行了以下假定：滑面 ED 鉛直，條間力 pi，作 - 27 - 用方向總是和上一個土體平行。這些假定會對計算結(jié)果的精確度產(chǎn)生一定影響， 但總體影響不是太大，近似計算中可以忽略。 二，源程序 Option Explicit Private Sub Command1_Click() Dim H As Single, WH As Single, m As Single, R As Single, RF As Single, D As Single, am As Single, ah As Single, Wr As Boolean Dim xa As Single, ya As Single, xb As Single, xc As Single, xc_max As Single, xd As Single, yd As Single, ye As Single, xf As Single, xg As Single, a1 As Single, a2 As Single Dim h1 As Single, h2 As Single, Alf1 As Single, Alf2 As Single, W1 As Single, W2 As Single, F1 As Single, F2 As Single Dim a As Single, b As Single, c As Single, Dlt As Double, k As Single, kc As Single, xd_f As Single, yd_f As Single kc = 5 Wr = False If Option2.Value = True Then If Text_am.Text = 7 Then am = 3 ah = 0.1 ElseIf Text_am.Text = 8 Then am = 2.5 ah = 0.2 ElseIf Text_am.Text = 9 Then am = 2 ah = 0.4 Else Wr = True End If End If If Text_D.Text = “ Or Text_H.Text = “ Or Text_WH.Text = “ Or Text_m.Text = “ Or Text_R.Text = “ Or Text_RF.Text = “ Or Wr = True Then - 28 - MsgBox “請正確輸入計算所需數(shù)據(jù)！“, 48, “錯誤提示“ Else H = Val(Text_H.Text) WH = Val(Text_WH.Text) m = Val(Text_m.Text) R = Val(Text_R.Text) RF = Val(Text_RF.Text) D = Val(T